Characteristics of RF-Sputtered Thin Films of Calcium Phosphate on Titanium Dental Implants

خصائص أغشية فوسفات الكالسيوم الرقيقة المرسبة بالترذيذ ذي التردد الراديوي على غرسات الأسنان المصنوعة من التيتانيوم

Clicks: 444
ID: 102834
2017
Free PDF
Article Quality & Performance Metrics
Overall Quality
Not rated
Combines reader engagement with the AI quality analysis. This article has not been analysed, so there is no overall score — reader engagement is measured and shown alongside.
AI Quality Assessment
Not analyzed
Readership in this journal
Steady

Ranked #4 of 39 articles by views in coatings

Most read Least read

Bar heights use a square-root scale.

Mint this article as an NFT
Not yet minted

Create a permanent, verifiable on-chain record of this article on the Scimatic Network. The NFT is held in your Journament account, and you can withdraw it to your own wallet at any time.

5 SUSD one-off · no wallet required
Sign in to mint
Abstract
Hydroxyapatite (HA) coatings on titanium have been investigated for many years, and have demonstrated advantageous biocompatibility in dental implants. Animal experiments have demonstrated that the biological response to plasma-sprayed HA-coated implants shows disadvantages in terms of adherence, thickness uniformity, and long-term osseointegration effects. Determining how to resolve the degradation problem of HA in the body by improving osseointegration and stability in alveolar bones has become an increasingly researched topic. The present study investigated the film characteristics and dissolution properties of calcium phosphate (CaP) coatings obtained by radio-frequency (RF) sputtering of a self-developed atmospheric plasma spray (APS) HA target. The experimental parameters varied, including RF power (60–250 W), sputtering time (15–120 min), and substrate roughness (0.4–4 μm). Analyses were conducted using synchrotron X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), white light interferometry, and scanning electron microscopy combined with energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS). EDS analysis showed that the Ca/P ratio increased as the discharge power was increased. The analysis results also showed that a lower surface roughness resulted in higher crystallinity, because a larger surface-free energy was attained during sputtering. In-plane texturing has been proven when HA films are sputtered onto substrates of varying roughness, within appropriate deposition parameters. FTIR analysis revealed the presence of the principal PO43- bonds in the deposited calcium phosphate films. The CaP films induced calcium phosphate precipitation when immersed in simulated body fluid (SBF), suggesting that, based on in vitro bioactive behavior, the proposed combined surface modification can be used in dental implants.
حظيت طلاءات الهيدروكسي أباتيت (HA) على التيتانيوم بالبحث والدراسة لسنوات عديدة، وأثبتت توافقًا حيويًا متميزًا في غرسات الأسنان. وقد أظهرت التجارب على الحيوانات أن الاستجابة الحيوية للغرسات المطلية بالهيدروكسي أباتيت بتقنية الرش بالبلازما تشوبها بعض العيوب من حيث قوة الالتصاق، وتجانس السُّمك، وتأثيرات الاندماج العظمي طويلة الأمد؛ ولذلك، أضحى التوصل إلى كيفية حل مشكلة تحلل الهيدروكسي أباتيت داخل الجسم عبر تحسين الاندماج العظمي والاستقرار في العظام السنخية موضوعًا يحظى باهتمام بحثي متزايد. استقصت هذه الدراسة خصائص الأغشية وسلوك الذوبان لطلاءات فوسفات الكالسيوم (CaP) التي تم الحصول عليها عن طريق الرش المهبطي بالترددات الراديوية (RF) لهدف هيدروكسي أباتيت مُطوَّر ذاتيًا بتقنية الرش بالبلازما في الضغط الجوي (APS). وتنوعت المعاملات التجريبية لتشمل قدرة التردد الراديوي (60–250 واط)، وزمن الرش المهبطي (15–120 دقيقة)، وخشونة الركيزة (0.4–4 ميكرومتر). وأُجريت التحاليل باستخدام حيود الأشعة السينية السنكروترونية، ومطيافية الأشعة تحت الحمراء بتحويل فورييه (FTIR)، وقياس التداخل بالضوء الأبيض، والمجهر الإلكتروني الماسح المقترن بمطيافية تشتت طاقة الأشعة السينية (EDS). وأظهر تحليل EDS أن نسبة الكالسيوم إلى الفوسفور (Ca/P) ازدادت مع زيادة قدرة التفريغ. كما أظهرت نتائج التحليل أن انخفاض خشونة السطح أدى إلى زيادة درجة التبلور؛ نظرًا لتحقق طاقة سطح حرة أكبر أثناء عملية الرش. وقد ثبت وجود توجيه بلوري في المستوى (In-plane texturing) عند ترسيب أغشية الهيدروكسي أباتيت بالرش على ركائز ذات خشونة متفاوتة، في ظل معاملات ترسيب مناسبة. وكشف تحليل FTIR عن وجود روابط الفوسفات (PO43-) الرئيسية في أغشية فوسفات الكالسيوم المترسبة. كما حفّزت أغشية فوسفات الكالسيوم ترسب فوسفات الكالسيوم عند غمرها في سائل الجسم المحاكى (SBF)؛ مما يشير، بناءً على السلوك الحيوي النشط في المختبر، إلى إمكانية تطبيق التعديل السطحي المشترك المقترح في غرسات الأسنان.
Reference Key
hung2017characteristicscoatings Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors Hung, Kuo-Yung;Lai, Hong-Chen;Feng, Hui-Ping;
Journal coatings
Year 2017
DOI
DOI not found
URL
https://www.mdpi.com/2079-6412/7/8/126
Keywords
Engineering (General). Civil engineering (General) Technology optics. light applied optics. photonics

Citations

No citations found. To add a citation, contact the admin at info@scimatic.org

Comments

No comments yet. Be the first to comment on this article.